JP4143587B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、駆動ローラを含む複数のローラによって無端ベルトを回転自在に張架し、像担持体に形成されたトナー像を無端ベルト上を搬送される用紙に転写する画像形成装置に関する。

近年画像形成装置は多機能化、および高速印字化が進んでいる。例えば、多機能化に関してはコピアモード、プリンタモード、ＦＡＸモード等の複数の処理モードを備え、高速化に関しては１枚／１ｓｅｃ以上の処理速度を実現できる装置の開発が進んでいる。

このような装置では、高速処理を達成するために装置内部に複数枚の用紙を連続して取り込み、連続的に画像形成印刷処理が行われている。

しかし、この種の画像形成装置であっても、装置内部での用紙の存在場所を検出するセンサは少なく、用紙の給紙が開始されたことを検出する給紙センサ、及び、用紙が排出されたことを検出する排紙センサが備えられている程度である。

これらの画像形成装置では、給紙センサが検出した用紙の給紙開始タイミングを基準として、搬送装置の搬送速度とタイマによる経過時間の管理により、用紙がどの位置に存在しているかを判断している。しかし、画像形成に用いられる用紙の種類や、画像形成装置の利用環境は様々であるので、用紙の搬送に遅延が生じると、他のローラや剥離爪などの作動タイミングと不一致が生じ、最悪の場合にはジャムが発生する。また、この用紙ジャムによって感光体ドラムなどの主要部品の破損させることがある。

そこで、用紙の搬送タイミングとローラや剥離爪の作動タイミングとの不一致に起因する用紙ジャムを防止する方法として、トナー像が転写された記録材を、分離除電器で除電し、分離爪で転写ドラムから分離し、搬送ベルトによって定着器に供給する際に、定着前の記録材に対するトナー像の付着力が安定していないと、定着時にトナー像が乱されるので、分離後、再帯電器によって記録材上のトナーを再帯電して記録材に対する付着力を安定させるが、帯電量が過多になると、記録材が搬送ベルトに吸着されてジャムが発生するので、転写ドラムに対向配置した表面電位計によって記録材の電位を測定し、その結果に応じて、再帯電器の帯電電圧を制御する画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、２次転写領域を通過した記録シートが中間転写ベルトに付着している状態を検知するシート未剥離検知装置と、２次転写器の外側２次転写ロールを前記中間転写ベルトの表面から離隔させる信号を出力する未剥離検出時ロール離隔信号出力手段と、外側２次転写ロールが中間転写ベルトの表面から離隔した後、像担持体および中間転写ベルトの回転を停止させる信号を出力する未剥離検出時回転停止信号出力手段と、未剥離検出時回転停止信号出力手段の出力する信号の出力後、所定時間経過後にシート搬送装置を停止させる信号を出力する未剥離検出時搬送停止信号出力手段とから構成したものがある（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１０−１６１４３６号公報 特開平１１−２０２６４７号公報

感光体上のトナー像が転写部で転写された用紙は、感光体の表面電位によって感光体表面に吸引されるので、剥離爪により転写部の下流側で記録紙を感光体表面から剥離爪される。この剥離爪は当接機構により感光体に当接する構成であり、用紙の搬送タイミングに合わせて作動するように制御されている。

しかしながら、用紙の搬送タイミングが何らかの理由により遅延すると、剥離爪が感光体から離間した状態で用紙の先端が剥離部に到達し、感光体表面に吸着された用紙は感光体から剥離されることなく感光体の回動によって剥離爪の下流側に備えられたクリーニング部に導かれ、用紙ジャムを発生する。このクリーニング部における用紙ジャムにより、、クリーニング部及び感光体の表面に損傷を与える場合がある。また、クリーニング部におけるジャム解除作業は困難であり、作業者に多大な負担を強いることとなる。

この発明の目的は、用紙搬送経路における転写位置の下流側における所定の位置において用紙の有無を検出し、この位置において所定のタイミングで用紙を検出しなかった時に用紙が感光体から適正に剥離されなかったと判断し、感光体の回転を停止することにより、感光体から剥離されなかった用紙がクリーニング部においてジャムを生じることを防止し、クリーニング装置や感光体の破損を未然に防止するとともに、作業者に困難なジャム処理作業を強いることのないようにすることができる画像形成装置を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。

（１）電子写真方式の画像形成においてトナー像を担持する像担持体と、該像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写部材と、を備え、
前記転写部材は複数のローラ、及び、該複数のローラに張架された無端ベルトを含み、用紙搬送方向において該無端ベルトと前記像担持体が当接する転写位置の下流側の位置における前記無端ベルトの電位を前記無端ベルトの内周部で検出する電位検出器であって、周面を前記無端ベルトの内周面に常時当接させて回転自在にされた導電性ローラを介して前記無端ベルトの電位を検出する電位検出器を設け、
該電位検出器が前記無端ベルト上に用紙が存在することによる前記無端ベルトの電位変化を検出しなかった時に前記像担持体の動作を停止することを特徴とする。

この構成においては、転写位置を通過後の用紙が像担持体から剥離されて無端ベルトに接触したか否かに応じた電位変化を電位検出器によって検出し、電位変化がない場合に転写位置を通過後の用紙が像担持体から剥離されなかったと判断して像担持体の動作を停止する。したがって、転写位置を通過後に像担持体から剥離されなかった用紙が、像担持体の表面に吸着したまま、搬送され続けることがない。

また、周面が無端ベルトに当接する導電性ローラを介して、転写位置を通過後の用紙が像担持体から剥離されて無端ベルトに接触したか否かに応じた電位変化が検出される。したがって、電位の検出のために、無端ベルトに損傷を与えることがない。

（２）前記転写位置から前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置までの距離が、前記転写位置から前記電位検出器の配置位置までの距離よりも長いことを特徴とする。

この構成においては、転写位置から前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置までの距離よりも、転写位置からの距離が短い位置に電位検出器が配置される。したがって、電位検出器の検出信号に基づいて像担持体の動作を停止すれば、用紙の前端がクリーニング装置に達することがない。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）転写位置を通過後の用紙が像担持体から剥離されて無端ベルトに接触したか否かに応じた電位変化を電位検出器によって検出し、電位変化がない場合に転写位置を通過後の用紙が像担持体から剥離されなかったと判断して像担持体の動作を停止することにより、転写位置を通過後に像担持体から剥離されなかった用紙が、像担持体の表面に吸着したまま、搬送され続けることがなく、像担持体の表面に吸着したままの用紙が他の機器と緩衝することによるジャムの発生、及び、他の機器や像担持体の破損を未然に防止することができる。また、作業者に困難なジャム解除作業を強いることもない。

（２）周面が無端ベルトに当接する導電性ローラを介して、転写位置を通過後の用紙が像担持体から剥離されて無端ベルトに接触したか否かに応じた電位変化を検出することにより、電位の検出のために、無端ベルトに損傷を与えることを防止でき、長期間にわたって安定した転写動作を実現できる。

（３）転写位置から前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置までの距離よりも、転写位置からの距離が短い位置に電位検出器を配置することにより、電位検出器の検出信号に基づいて像担持体の動作を停止すれば、用紙の前端がクリーニング装置に達することがなく、像担持体の表面に吸着したままの用紙がクリーニング装置と緩衝することによるジャムの発生、及び、クリーニング装置や像担持体の破損を未然に防止することができる。また、作業者に困難なジャム解除作業を強いることもない。

以下、この発明の最良の実施形態に係る転写ベルト装置及び画像形成装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置１００はレーザプリンタである。画像形成装置１００の内部の左側には、この発明の像担持体である感光体ドラム３が回転自在に支持されている。感光体ドラム３の周囲には、帯電器５、現像ユニット２、転写ユニット６、クリーニング装置４及び除電器１２が、感光体ドラム３の回転方向に沿ってこの順に配置されている。

画像形成装置１００の内部中央部には、露光ユニット１１が備えられている。露光ユニット１１は、画像データに基づいて変調されたレーザ光を感光体ドラム３の周面において、帯電器５に対向する位置と現像ユニット２に対向する位置４との間に照射する。

画像形成装置１００の内部下方には、給紙カセット１０が装着されている。給紙カセット１０は、複数枚の用紙を収納する。画像形成装置１００の上面には、排紙トレイ１５が構成されている。画像形成装置１００の内部には、給紙カセット１０から感光体ドラム３と転写ユニット６との間を経由して排紙トレイ１５に至る間に用紙搬送路Ｒが形成されている。この用紙搬送路Ｒには、給紙ローラ１６、レジストローラ１４、定着ユニット８及び排紙ローラ２６等が配置されている。

給紙ローラ１６は、給紙カセット１０内に収納されている用紙のうち、最上位に位置する１枚の用紙を用紙搬送路Ｒに給紙する。給紙された用紙は、レジストローラ１４によって搬送姿勢を正された状態で、かつ、感光体ドラム３と転写ユニット６とが対向する転写位置において用紙の前端が感光体ドラム３に担持されたトナー像の前端に一致するタイミングで搬送される。

これに先立って、感光体ドラム３の表面は帯電器５によって均一の電荷が付与された後、露光ユニット１１からのレーザ光の照射によって静電潜像が形成され、この静電潜像が現像ユニット２から供給されるトナーによってトナー像に顕像化されている。なお、現像ユニット２にはホッパ７からトナーが補給される。

転写位置では、転写ユニット６に印加される転写バイアスにより、感光体ドラム３の表面に担持されたトナー像が用紙の表面に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着ユニット８において加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２の間を通過し、加熱及び加圧を受ける。これによって、用紙の表面にトナー像が堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、画像形成済の用紙として排紙ローラ２６によって排紙トレイ１５に排出される。

転写位置を通過した感光体ドラム３の表面は、クリーニング装置４によって残留トナーや紙粉等を除去されるとともに、除電ランプ１２によって残留電荷を除去され、後の画像形成に繰り返し使用される。

図２は、上記画像形成装置における転写ユニットの構成を示す図である。転写ユニット６は、転写ローラ６Ａ、駆動ローラ６Ｂ、テンションローラ６Ｃ及び電位検出ローラ６Ｄを回転自在に備え、これらローラ６Ａ〜６Ｄに高抵抗体の無端ベルトである転写ベルト６Ｅを張架して構成されている。

転写ローラ６Ａは、転写ベルト６Ｅを挟んで感光体ドラム３の表面に当接しており、スイッチ６４を介して定電流回路６３から転写バイアスの印加を受ける。転写ベルト６Ｅを挟んで転写ローラ６Ａが感光体ドラム３の表面に当接している位置が、転写位置Ｔである。スイッチ６４は、通常は、用紙が転写位置Ｔを通過する間にのみ閉成されるが、多数枚の用紙に連続して画像形成が行われる場合には、最初の用紙が転写位置Ｔに達した後に、最後の用紙が転写位置Ｔを通過するまでの間において閉成される。

感光体ドラム３の表面において、感光体ドラム３の回転方向における転写位置Ｔの下流側には、剥離爪１３及びクリーニング装置４がこの順に配置されている。剥離爪１３は、先端が感光体ドラム３の表面に当接する位置と感光体ドラム３の表面から退避する位置との間に揺動自在にされている。剥離爪１３は、先端を感光体ドラム３の表面に当接させることにより、転写位置Ｔにおいて感光体ドラム３の表面電位によって感光体ドラム３の表面に静電吸着した用紙を、感光体ドラム３の表面から剥離する。

剥離爪１３を、感光体ドラム３の表面に常時当接させておくと、残留トナーや紙粉が剥離爪１３と感光体ドラム３の表面との間に挟まれ、感光体ドラム３に損傷を与える場合がある。このため、剥離爪１３は、用紙の搬送タイミングに基づいて用紙の前端が転写位置Ｔを通過した後に感光体ドラム１３の表面に当接し、感光体ドラム３の表面に吸着した用紙の前端が、剥離爪１３に達したと考えられるタイミングで感光体ドラム３の表面から離間する。

電位検出ローラ６Ｄは、用紙搬送路Ｒにおける矢印Ｃ方向の用紙搬送方向において、転写位置Ｔの所定距離Ｌ２だけ下流側において、転写ベルト６Ｅに接触している。電位検出ローラ６Ｄは導電性ローラであり、電圧検出回路６５に接続されている。電圧検出回路６５は、電位検出ローラ６Ｄとともにこの発明の電位検出器を構成しており、転写ベルト６Ｅにおいて電位検出ローラ６Ｄが接触している部分の電位を検出する。

電圧検出回路６５の検出信号は、Ａ／Ｄ変換器７５介して、画像形成装置１００の制御部７０のＣＰＵ７１に入力される。ＣＰＵ７１は、Ａ／Ｄ変換器７５を介して入力された電圧検出回路６５の検出データに基づいて、感光体ドラム３に回転力を供給するモータＭ１の駆動を制御する。

上記所定距離Ｌ２は、感光体ドラム３の周面において転写位置Ｔからクリーニング装置４との対向位置までの周長Ｌ１よりも短くされている。

図３は、上記画像形成装置における電圧検出回路の検出信号の波形の一例を示す図である。転写位置Ｔを通過した用紙が、感光体ドラム３の表面から剥離した場合には、転写ベルト６Ｅにおいて電位検出ローラ６Ｄが当接している部分に接触する。このため、電圧検出回路６５は、電位検出ローラ６Ｄを介して、中間転写ベルト６Ｅの電位に用紙が転写位置Ｔにおいて帯電した感光体ドラム３のバイアス電圧をも検出する。

したがって、複数枚の用紙に対して連続して画像形成処理が行われた場合に、これらの用紙が適正に感光体ドラム３の表面から剥離した場合には、図３に示す波形ＷＡ〜ＷＣのように、電圧検出回路６５の検出信号は、定期的に上昇する。

しかし、用紙の搬送タイミングが遅延し、剥離爪１３の先端が感光体ドラム３の表面から退避した後に、用紙の前端が剥離爪１３が当接すべき位置に達した場合には、用紙は転写ベルト６Ｅにおいて電位検出ローラ６Ｄが当接している部分に接触することがないため、電圧検出回路６５の検出信号は、波形ＷＤのように上昇しない。

この状態を検出した時に、ＣＰＵ７１は、モータドライバ７４に対する駆動データの出力を停止し、モータＭ１による感光体ドラム３の回転駆動を停止する。これによって、感光体ドラム３の表面から剥離しなかった用紙がクリーニング装置４に達することを防止でき、クリーニング装置４における用紙ジャムの発生、及び、ジャムを生じた用紙によるクリーニング装置４及び感光体ドラム３の破損を未然に防止することができ、作業者に困難なジャム解除作業を強いることもない。

なお、上述のように、用紙搬送方向における転写位置Ｔから電位検出ローラ６Ｄの配置位置までの所定距離Ｌ２は、感光体ドラム３の周面において転写位置Ｔからクリーニング装置４との対向位置までの周長Ｌ１よりも短くされているため、電位検出ローラ６Ｄを介して電圧検出回路６５が検出する電圧に基づいてモータＭ１を停止することで、用紙の前端がクリーニング装置４に達する前に、感光体ドラム３を停止させることができる。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 同画像形成装置の転写ユニットの構成を示す図である。 同転写ユニットにおける電圧検出回路の検出信号の波形の一例を示す図である。

符号の説明

３ 感光体ドラム
４ クリーニング装置
６ 転写ユニット
６Ａ 転写ローラ
６Ｄ 電位検出ローラ
６Ｅ 転写ベルト
１３ 剥離爪
６５ 電圧検出回路

Claims (2)

1. 電子写真方式の画像形成においてトナー像を担持する像担持体と、該像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写部材と、を備え、
   前記転写部材は複数のローラ、及び、該複数のローラに張架された無端ベルトを含み、用紙搬送方向において該無端ベルトと前記像担持体とが当接する転写位置の下流側の位置における前記無端ベルトの電位を前記無端ベルトの内周部で検出する電位検出器であって、周面を前記無端ベルトの内周面に常時当接させて回転自在にされた導電性ローラを介して前記無端ベルトの電位を検出する電位検出器を設け、
   該電位検出器が前記無端ベルト上に用紙が存在することによる前記無端ベルトの電位変化を検出しなかった時に前記像担持体の動作を停止することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写位置から前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置までの距離が、前記転写位置から前記電位検出器の配置位置までの距離よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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